Stolz auf natürliche Kühlung im Hochhaus

Der vergangene Hitzsommer setzte viele Diskussionen in Gang, auch das Thema Pro und Contra Klimaanlage in Büro- und Verwaltungsbauten. Befürworter raumlufttechnischer Anlagen sahen jetzt die Notwendigkeit einer Klimaanlage bestätigt, andere – so das Freiburger Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme – weisen darauf hin, dass bei intelligenter Planung trotz Hitze auf eine raumlufttechnische Klimaanlage verzichtet werden könne. Das neue 17-stöckige Fraunhofer-Haus in München habe in diesem Sommer bewiesen, dass sich hinter der Glas-Doppelfassade (GDF) auch ohne einer raumlufttechnischen Klimaanlage angenehme Kühle einstelle.
„In dem Neubau der zentralen Verwaltung der Fraunhofer-Gesellschaft sollen rund 500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bei behaglichen Raumtemperaturen arbeiten und nach Belieben auch die Fenster öffnen und schließen können.“ So will es der Bauherr. Letztgenanntem Wunsch stehen aber die Lärmemissionen einer Bahnlinie und der größten Ringstraße Münchens entgegen. Mithin nahm sich das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg der Sache an, wobei schon zu Beginn klar wurde, dass im Rahmen einer Außenwandoptimierung der geforderte Lärmschutz nur mit einer Doppelfassade zu leisten war.
Doch auch ein angenehmes Raumklima im Sommer sollte die Glas-Doppelfassade ohne großen Energieeinsatz garantieren. Das Credo des ISE-Projektleiters Jan Wienold: „Die Belüftung eines Hochhausbüros aus einer Doppelfassade muss angenehme Temperaturen bescheren, ohne dass eine raumlufttechnische Anlage oder eine Kältemaschine zum Einsatz kommen.“ Um dieses Ziel zu erreichen, betrieben die Freiburger Forscher Messungen und Simulationen am Computer und an realen Modellen. Die große Linie war klar: Intelligente Frischluftzuführung, gute Hinterlüftung der Doppelfassade, Minimierung der internen Lasten und hochwirksamer Sonnenschutz.
„Viele Detailoptimierungen führten zur Lösung der Aufgabe,“ erinnert sich Wienold. Lufteinlassklappen habe man opak gestaltet und so platziert, dass vom kühlsten Punkt des Zwischenraums aus die Lüftungsluft in den Raum gelangt. Auch die Farbgebung der Fensterrahmen und Jalousielamellen spielten eine Rolle. Man habe sie per Infrarotmessungen ästhetischen wie auch thermischen Anforderungen untergeordnet, so der Projektleiter. Für thermischen und visuellen Komfort erweise sich der Sonnenschutz gleichermaßen nützlich. Man habe ihn für verbesserte Tageslichtnutzung zweigeteilt. Der obere Teil des Sonnenschutzsystems sorge dafür, dass die Lamellen Licht in den Deckenbereich reflektierten, auch wenn der untere Teil geschlossen sei. Damit könne Überhitzung vermieden und dennoch Tageslicht in die Raumtiefe gelangen.
Auch die Betonkernaktivierung kommt im Fraunhofer-Haus zum Tragen. Natürliche Umgebungskälte werde nachts auf dem Dach durch ein Rückkühlwerk in einen Pufferwassertank eingelagert, erläutert der Projektleiter. Anschließend pumpe man dieses kalte Wasser durch die Kunststoffrohre der wasserführenden Betondecken, so dass in den Büroräumen angenehme Kühle nach unten sinke.
Im Mai dieses Jahres bezogen die Mitarbeiter das Gebäude. „Dabei wurde neben dem Lärmschutz auch das Raumklima erfahrbar,“ so Wienold. Mit Tracergas- und Temperaturmessungen sei dann die planmäßige Funktion der Doppelfassade auch technisch nachgewiesen worden. „Sowohl die gemessene Lüftungsrate als auch die Temperaturen der Büros und der Doppelfassade entsprechen den Planungswerten,“ freut sich Wienold. „Während der diesjährigen Hitzeperiode mit Außentemperaturen von über 36 °C hielt das Büroklima weitestgehend die vorgegebenen Komfortkriterien ein.“
Auch Betroffene äußern sich zufrieden. „Mir war es hier immer angenehm kühl,“ erinnert sich Mitarbeiterin Birgit Niesing aus dem oberen Drittel des Hochhauses. „Wenn ich nach Dienstschluss raus kam, war ich immer wieder überrascht, wie heiß es in München am Abend noch war.“ E. W.